WAVE：基于蜗轮的自适应变弹性致动器与外部力解耦
机器人学
2025-09-29 v1
摘要
能够同时调节柔顺性和刚度的机器人操作臂提供了更高的操作安全性和多功能性。在此，我们提出基于蜗轮的自适应变弹性（WAVE），一种集成了不可回驱蜗轮的变刚度致动器（VSA）。通过使用该齿轮将驱动电机与外部力解耦，WAVE 能够实现向关节的精确力传递，同时通过柔顺性吸收位置偏差。WAVE 通过将冲击力转化为存储在弹簧中的弹性能来保护其免受过载。此外，该致动器通过改变弹簧的预压缩长度实现连续的关节刚度调节。我们展示了这些能力，通过实验验证了所提出的刚度模型，表明即使在承受外部负载的情况下，静止时的电机负载也趋近于零，并展示了使用配备 WAVE 的操作臂的应用。该结果展示了对外部力的成功解耦。该致动器的保护特性使其能够在接触密集型任务中长期运行，并在具有挑战性的环境中实现鲁棒的机器人应用。
引用
@article{arxiv.2509.21878,
title = {WAVE: Worm Gear-based Adaptive Variable Elasticity for Decoupling Actuators from External Forces},
author = {Moses Gladson Selvamuthu and Tomoya Takahashi and Riichiro Tadakuma and Kazutoshi Tanaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.21878},
year = {2025}
}